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멤브레인 필터;상기 멤브레인 필터를 구성하는 개별 섬유의 표면 위에서 성장한 제1층의 2차원 금속유기구조체들; 및상기 제1층의 2차원 금속유기구조체들 각각의 표면에 수직적으로 성장된 제2층의 2차원 금속유기구조체들을 포함하는 미세먼지 필터
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제1항에 있어서,상기 제1층의 2차원 금속유기구조체들 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체들은 금속 이온과 유기물 리간드로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터
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제1항에 있어서,상기 제1층의 2차원 금속유기구조체들 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체들은 ZIF-1, ZIF-2, ZIF-3, ZIF-4, ZIF-5, ZIF-6, ZIF-7, ZIF-8, ZIF-9, ZIF-10, ZIF-11, ZIF-12, ZIF-22, ZIF-65, ZIF-69, ZIF-71, ZIF-78, ZIF-90, ZIF-95, ZIF-9-67, ZIF-L 및 SIM-1중에서 선택된 적어도 하나의 금속유기구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터
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제1항에 있어서,상기 멤브레인 필터는 천연섬유 내지는 폴리메틸 메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리메틸 알코올(polymethyl alcohol), 폴리메틸 아크릴(polymethyl acrylate), 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리프로필렌(polyvinylpyrrolidone), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리프로필렌(polypropylene), 셀룰로우스 아세테이트(cellulose acetate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride), 폴리아닐린(polyaniline), 스티렌-아크릴로니트릴(styrene-acrylonitrile), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 폴리비닐리딘 플루오라이드(polyvinylidene fluoride), 폴리이미드(polyimide), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리에틸렌 테트라프탈레이트(polyethylene terephthalate), 셀룰로우스(cellulose) 및 아세테이트 부틸레이트(acetate butyrate) 중에서 선택된 적어도 하나의 고분자로 이루어진 합성섬유인 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터
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제1항에 있어서,상기 멤브레인 필터는 부직포 필터, 나노섬유 필터 및 헤파 필터 중 적어도 하나를 포함하며, 부직포, 메쉬, 박막, 다공성 스폰지 및 나노섬유 섬유 중 적어도 하나의 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터
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제1항에 있어서, 상기 제1층의 2차원 금속유기구조체들 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체들 각각은 판상 구조를 이루며, 상기 판상 구조를 갖는 2차원 금속유기구조체들이 서로 수직방향으로 일체화된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터
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제1항에 있어서, 상기 제1층의 2차원 금속유기구조체들 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체들 각각의 평균 직경은 20 nm 내지 20 μm 의 길이 범위에 포함되고, 평균 두께는 5 nm 내지 5 μm 의 두께 범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터
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제1항에 있어서,상기 제1층의 2차원 금속유기구조체들 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체들의 중량비율은 상기 멤브레인 필터 중량 대비 0
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제1항에 있어서,상기 제1층의 2차원 금속유기구조체들 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체들은 겉면이 전하를 띄고 있어, 하전되어 있는 공기 중의 미세먼지를 정전기적 인력으로 포집하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터
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제1항에 있어서,상기 제1층의 2차원 금속유기구조체들 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체들은 2차원 판상 구조들이 수직적으로 결합되어 3차원적으로 네트워크화됨에 따라 복수의 기공들이 형성되어, 공기 투과율을 유지하면서도 PM 10 이하의 초미세 먼지를 차단하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터
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미세먼지 필터의 제조방법에 있어서,(a) 산소 플라즈마 처리를 통해 멤브레인 필터 표면을 친수성으로 개질하는 단계;(b) 상기 멤브레인 필터를 구성하는 개별 섬유들 위에 금속 이온과 유기물 리간드로 이루어진 제1층의 2차원 금속유기구조체를 형성하고, 상기 제1층의 2차원 금속유기구조체 표면에 수직적으로 제2층의 2차원 금속유기구조체를 성장시켜 계층구조 금속유기구조체를 형성하는 단계; (c) 상기 형성된 계층구조 금속유기구조체가 결착된 멤브레인을 건조하여 안정화시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (a) 단계에서,1 × 10-2 torr 내지 5 × 10-2 torr 범위의 진공상태에서 10-100 W의 전력으로 1-10 분 동안 산소 플라즈마 처리를 진행하여, 상기 멤브레인 필터의 표면을 친수성으로 개질하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상온석출방법, 수열합성법, 용매열합성법, 이온열합성법, 초음파화학합성법 및 용매최소화합성법 중 적어도 하나의 합성방법을 통해 상기 멤브레인 필터 위에 제1층의 2차원 금속유기구조체 및 제2층의 2차원 금속유기구조체를 합성하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 제1층의 2차원 금속유기구조체 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체를 합성하기 위한 금속 염은,Zn4O(CO2)6, Zn3O(CO2)6, Cr3O(CO2)6, In3O(CO2)6, Ga3O(CO2)6, Cu2O(CO2)4, Zn2O(CO2)4, Fe2O(CO2)4, Mo2O(CO2)4, Cr2O(CO2)4, Co2O(CO2)4, Ru2O(CO2)4, Zr6O4(OH4), Zr6O4(CO2)12, Zr6O8(CO2)8, In(C5HO4N2)4, Na(OH)2(SO-3)3, Cu2(CNS)4, Zn(C3H3N2)4, Ni4(C3H3N2)8, Zn3O3(CO2)3, Mg3O3(CO2)3, Co3O3(CO2)3, Ni3O3(CO2)3, Mn3O3(CO2)3, Fe3O3(CO2)3, Cu3O3(CO2)3, Al(OH)(CO2)2, VO(CO2)2, Zn(NO3)2, Zn(O2CCH3), Co(NO3)2 및 Co(O2CCH3) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 제1층의 2차원 금속유기구조체 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체를 합성하기 위한 유기물 리간드는,옥살산(Oxalic acid), 푸마르산(fumaric acid), H2BDC, H2BDC-Br, H2BDC-OH, H2BDC-NO2, H2BDC-NH2, H4DOT, H2BDC-(Me)2, H2BDC-(Cl)2, H2BDC-(COOH)2, H2BDC-(OC3H5)2, H2BDC-(OC7H7)2, H3BTC, H3BTE, H3BBC, H4ATC, H3THBTS, H3ImDC, H3BTP, DTOA, H3BTB, H3TATB, H4ADB, TIPA, ADP, H6BTETCA, DCDPBN, BPP34C10DA, Ir(H2DPBPyDC)(PPy)2+, H4DH9PhDC, H4DH11PhDC, H6TPBTM, H6BTEI, H6BTPI, H6BHEI, H6BTTI, H6PTEI, H6TTEI, H6BNETPI, H6BHEHPI 및 HMeIM 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (b) 단계에서, 상기 계층구조 금속유기구조체가 멤브레인 필터를 구성하는 개별 섬유 표면에 형성될 수 있도록 1시간 이상 24시간 이하의 시간범위 동안 대기하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (b) 단계에서,상기 제1층의 2차원 금속유기구조체가 상기 멤브레인 필터를 구성하는 개별 섬유의 표면 상에서 이종 핵생성을 통해 성장하고, 기설정된 반응 시간이 지남에 따라 2차 성장이 진행되어 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체가 상기 제1층의 2차원 금속유기구조체 표면에서 수직적으로 성장하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (b) 단계에서,상기 제1 층의 2차원 금속유기구조체 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체는 각각 판상 구조를 갖고, 서로 수직적으로 성장하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (b) 단계에서,상기 제1 층의 2차원 금속유기구조체 및 상기 제2층의 2차원 금속유기구조체는 20 nm 내지 20 μm 의 길이 범위와 5 nm 내지 5 μm 의 두께 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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제11항에 있어서,상기 (c) 단계는,상기 계층구조 금속유기구조체가 결착된 멤브레인 필터를 건조하는 과정의 온도는 20 내지는 100 의 온도범위에 포함되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 필터의 제조방법
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